BazTech - Yadda

1

Tribological properties of a silicone-based composite with inorganic additives

Wierzbicka Natalia, Talar Rafał

Tribologia

|

2023

|

nr 4

79--90

EN

The paper presents the results of experimental studies, including tribological tests of silicone-based composites with additions of hexagonal boron nitride (hBN) and titanium (Ti). The tests were conducted on a Bruker UMT2 tribotester and using a pin-on-disk setup developed by the authors, without a lubricating medium, and they employed a steel ball made of 100Cr6 steel and a sample made of the composite. During the tests, the products were not removed from the contact area. The paper analyzes the influence of additives on the tribological properties of the composite, i.e., the coefficient of friction (COF) as a function of distance and the wear of the tested samples. In the case of samples containing hBN, the COF decreases with an increase in its content. After reaching a volumetric percentage concentration of 20%, it begins to stabilize with the increase in mass loss. The profiles of COF changes as a function of distance for samples with different additive contents are comparable. The self-lubricating properties of hBN have been confirmed. The addition of Ti reduces the COF value, which decreases with the increase in the Ti content. Samples with a mass percentage concentration exceeding 100% of the Ti content have a COF value equal to the initial value for silicone. Thecomposite containing hBN has a lower COF value than samples with the Ti addition, and the wear tracks on their surface are narrower and shallower. The article is published in connection with the Autumn Tribology School.

PL

W pracy zostały przedstawione wyniki badań doświadczalnych obejmujących testy tribologiczne kom pozytów na osnowie silikonowej z dodatkami heksagonalnego azotku boru (hBN) i tytanu (Ti). Badania przeprowadzono na tribotesterze Bruker UMT2 i stanowisku autorskim typu Pin-on-disk bez stosowania medium smarującego w skojarzeniu kulki stalowej wykonanej ze stali 100Cr6 i próbki wykonanej z kompozytu. W trakcie prowadzenia badań produkty nie były usuwane ze strefy ruchu. W pracy analizowano wpływ dodatków na właściwości tribologiczne kompozytu, tj. wyznaczono współczynnik tarcia (COF) w funkcji drogi oraz zużycie badanych próbek. W przypadku próbek zawierających hBN wartość COF maleje wraz ze wzrostem jego zawartości. Po osiągnięciu stężenia procentowego objętościowego o wartości 20% zaczyna się stabilizować wraz ze wzrostem ubytku masy. Przebiegi zmian COF w funkcji drogi dla próbek o różnej zawartości dodatku są porównywalne. Właściwości samosmarujące hBN zostały potwierdzone. Dodatek Ti powoduje obniżenie wartości COF, która maleje wraz ze wzrostem zawartości dodatku Ti. Próbki o stężeniu procentowym masowym przekraczającym 100% zawartości Ti posiadają wartość COF równą początkowej dla silikonu. Kompozyt zawierający hBN charakteryzuje się mniejszą wartością COF niż próbki z dodatkiem Ti, a ścieżki powstałe na ich powierzchni są węższe i płytsze. Artykuł publikowany w związku z Jesienną Szkołą Tribologiczną.

2

The Influence of Graphite Addition on Tribological Properties of Polylactide (PLA)

Kujawa Maciej, Przekop Robert, Pawlak Wojciech, Widuch Adam, Hanszke Jakub

Tribologia

|

2023

|

nr 2

45--54

EN

Plastics are widely used due to their numerous advantages. Unfortunately, most of their types do not decompose quickly in the natural environment, causing environmental pollution. In order to counteract the problem of waste, there is a growing interest in plastics that degrade under the influence of the natural environment. The authors of this article are trying to use biodegradable plastic for sliding elements. Polylactide (PLA) is a biodegradable, environmentally friendly polymer; however, it has a high wear and friction coefficient when working with steel. It was decided to check whether the addition of 10% graphite (a commonly used, environmentally friendly modifier) would improve the tribological properties of PLA. Using a pin-on-disc station, the coefficient of friction, wear and temperature of the sample were determined depending on the speed of cooperation and pressure. The addition of graphite significantly reduced the linear wear of the composite in a wide range of parameters (sliding speed and pressure), slightly decreased the coefficient of friction and slightly increased the temperature of the composite.

PL

Tworzywa sztuczne ze względu na liczne zalety są bardzo chętnie stosowane. Niestety większość ich rodzajów nie ulega szybkiemu rozkładowi w środowisku naturalnym, powodując zanieczyszczenie otoczenia. W celu przeciwdziałania problemowi odpadów rośnie zainteresowanie tworzywami, które ulegają degradacji pod wpłwem oddziaływania środowiska naturalnego. Autorzy niniejszego artykułu prowadzą próby zastosowania biodegradowlnaego tworzywa sztucznego na elementy ślizgowe. Poliaktyd (PLA) jest biodegradowalnym polimerem przyjaznym środowisku, jednak podczas współpracy ze stalą ma duże zużycie i współczynnik tarcia. Postanowiono sprawdzić, czy dodatek 10% grafitu (powszechnie stosowany, nieszkodliwy dla środowiska modyfikator) poprawi właściwości tribologiczne PLA. Przy użyciu stanowiska typu pin-on-disc wyznaczono współczynnik tarcia, zużycie i temperaturę próbki w zależności od prędkości współpracy i nacisku. Dodatek grafitu znacząco zmniejszył zużycie liniowe kompozytu w szerokim zakresie parametrów (prędkości poślizgu i nacisku), a w niewielkim stopniu zmniejszył współczynnik tarcia oraz nieznacznie zwiększył temperaturę kompozytu.

3

Effect of the bio-lubricant on the lubricating properties and surface of the friction zone

Drabik Jolanta, Kozdrach Rafał, Osuch-Słomka Edyta

Tribologia

|

2023

|

nr 4

7--13

EN

Tests carried out on a rotational rheometer with a tribological cell enabled the simultaneous designation of lubricating and viscosity characteristics depending on temperature and load as a function of variable sliding speed. The analysis of the dependence of the coefficient of friction on the sliding speed provided the basis for evaluating the effectiveness of lubrication of steel tribosystems with bio-lubricants. Spectroscopic methods were used to monitor changes in the microstructure of the bio-lubricants after tests. The scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS) were used to characterise the morphology and structure of the surfaces of the tribosystem elements. The instrumental methods used confirmed that the test conditions did not destabilise the chemical structure of the lubricant and did not accelerate the oxidation process of the vegetable grease.

PL

Badania prowadzone na reometrze rotacyjnym z przystawką tribologiczną umożliwiły jednoczesne wyznaczenie charakterystyk smarnych i lepkościowych w zależności od temperatury i obciążenia w funkcji zmiennej prędkości poślizgu. Analiza zależności współczynnika tarcia od prędkości poślizgu stanowiła podstawę do oceny efektywności smarowania stalowych węzłów tarcia bio-smarami. Do monitorowania zmian mikrostruktury bio-smarów po testach wykorzystano metody spektroskopowe. Do scharakteryzowania morfologii i struktury zużytych powierzchni elementów węzła tarcia wykorzystano skaningową mikroskopię elektronową (SEM), spektroskopię z dyspersją energii (EDS). Zastosowane metody instrumentalne potwierdziły, że warunki testów nie wpłynęły destabilizująco na strukturę chemiczną smaru i nie przyspieszyły procesu utlenienia smaru roślinnego.

4

Analysis of Friction Forces in the Process of Forming Moulding Mass

Szewczyk Marek, Szwajka Krzysztof

Tribologia

|

2023

|

nr 1

65--75

EN

Accelerated wear of the moulds' inner surface used in forming loose masses contributes to its frequent replacement or regeneration. This wear is indirectly influenced by the high pressure accompanying the compaction process, but the main cause of accelerated wear is the friction that occurs between the die and the compacted medium. Knowing that the value of the internal pressure in the moulded medium changes with the change of the distance from the punch, in order to properly understand the phenomena accompanying the friction that occurs in the mould during the pressing process, its characteristics must be determined. The paper analyses the distribution of forming pressure inside the mould during the compaction of high-silica sand. The deformation on the die surface was measured using strain gauges, and x-ray tomography was used to visualise the compaction of high-silica sand during the compaction process. The usefulness of an indirect method for measuring the friction coefficient based on the analysis of die deformation has been demonstrated.

PL

Przyśpieszone zużycie powierzchni wewnętrznej form, stosowanych w procesach formowania mas sypkich, przyczynia się do częstej jej wymiany lub regeneracji. Na zużycie to pośrednio wpływa wysokie ciśnienie towarzyszące procesowi zagęszczania, ale główną przyczyną mającą wpływ na przyspieszone zużycie jest tarcie, które występuje pomiędzy matrycą a medium zagęszczanym. Wiedząc, że wartość ciśnienia wewnętrznego w medium formowanym zmienia się wraz ze zmianą odległości od stempla, dla prawidłowego zrozumienia zjawisk towarzyszących tarciu, które zachodzi w formie podczas procesu prasowania, należy więc określić jego charakterystykę. W pracy przeanalizowano rozkład ciśnienia formującego wewnątrz formy podczas zagęszczania piasku wysokokrzemionkowego. Odkształcenie na powierzchni matrycy mierzono za pomocą tensometrów. W celu zobrazowania zagęszczania piasku wysokokrzemionkowego podczas procesu zagęszczania zastosowano tomografię rentgenowską. Wykazano przydatność zastosowania pośredniej metody do pomiaru współczynnika tarcia opartej na analizie odkształceń matrycy.

5

Study on the friction coefficient between eggshells and powders with various chosen surfaces

Wozniak Marek, Kuchar Maciej, Zakrzewski Sergiusz, Siczek Krzysztof, Obraniak Andrzej, Rylski Adam, Kubiak Przemyslaw

Technologia i Jakość Wyrobów

|

2023

|

R. 68

111--151

EN

Transport of fresh or powdered chicken eggs uses conveyors with elements made of steel or plastics, and surfaces often coated by Teflon. Various forms of eggs contact with said surfaces and are subject to friction processes between them. The frictional resistances cause a load on the devices driving the conveyors and a local and temporary increase in temperature in the contact zones and allow the abrasive wear of both the surfaces of the conveyors, packages and the eggshells themselves. This study aimed to determine such the coefficient of friction and wear intensity at various contacts. The friction and wear tests were conducted on two tribotesters and the results are shown in the article.

PL

Transport świeżych lub sproszkowanych jaj kurzych wykorzystuje przenośniki z elementami wykonanymi ze stali lub tworzyw sztucznych, a powierzchnie często pokryte teflonem. Różne formy jaj stykają się ze wspomnianymi powierzchniami i podlegają procesom tarcia między nimi. Opory tarcia powodują obciążenie urządzeń napędzających przenośniki oraz lokalny i tymczasowy wzrost temperatury w strefach styku i pozwala na zużycie ścierne powierzchni przenośników, pakietów i samych skorupek jaj. Badanie to miało na celu określenie takiego współczynnika tarcia i intensywności zużycia w różnych stykach. Testy tarcia i zużycia przeprowadzono na dwóch tribotesterach, a wyniki pokazano w artykule.

6

Niekonwencjonalne parametry fizyczne przędz wyznaczane za pośrednictwem zestawów aparaturowych oferowanych przez firmę Uster Technologies A.G. Część 2. Pomiar tarcia przędz z włókien odcinkowych

Lewandowski Stanisław, Drobina Robert

Przegląd Włókienniczy - Włókno, Odzież, Skóra

|

2023

|

nr 1

40--46

PL

W drugiej części artykułu zaprezentowano aparat USTER® ZWEIGLE FRICTION TESTER 5 firmy USTER TECHNOLOGIES A.G. przeznaczony do pomiaru współczynnika tarcia. Stwierdzono, że tarcie odgrywa bardzo ważną rolę w przemyśle włókienniczym, zwłaszcza w odniesieniu do zachowania przędzy podczas realizacji procesów przędzalniczych stosowanych po przędzeniu, a aparat USTER® ZWEIGLE FRICTION TESTER 5 pomaga klientowi na szybkie i niezawodne określanie i rejestrowanie współczynnika tarcia przędzy.

EN

The second part of the article presents the USTER® ZWEIGLE FRICTION TESTER 5 apparatus by USTER TECHNOLOGIES A.G. designed to measure the coefficient of friction. It has been found that friction plays a very important role in the textile industry, especially with regard to yarn behavior during post-spinning spinning processes, and the USTER® ZWEIGLE FRICTION TESTER 5 helps the customer to quickly and reliably determine and record the yarn friction coefficient.

7

Research of Tribological and Thermodynamic Parameters of the WC-Cu Braking System of the Experimental Modular Electric Vehicle

Varecha Daniel, Galik Jan, Kohar Robert, Gajdosik Tomas, Gajdac Igor, Jenis Jozef

Production Engineering Archives

|

2023

|

Vol. 29, Iss. 2

116--127

EN

The authors of this manuscript present the development of a braking system with friction material baseWC-Cu coating for the electric vehicle. This manuscript follows on from the original development of an AGV multi-disc braking system and an experimental investigation of the friction factor of WC-Cu coatings. In addition to developing the mechanical elements and construction of the electric vehicle, the tribological parameters of three samples of the steel substrate, the C45 with WC-Cu coating, were investigated in the tribological laboratory. A metallic coating of the WC-Cu base was applied on theC45 steel substrate using electro-spark deposition coating technology. The experiment used three samples with different percentage ratios of chemical elements in the coating structure. The tribometer working on a “Ball on Plate” principle was an investigation of the friction factor of all samples duringthe experiment. Subsequently, the surface of the samples was modified structure WC-Cu with laser technology. The microhardness of modified and unmodified coatings according to the Vickers methodology was investigated in the next stage. At the end of the experimental investigation, a braking simulation was created in the programming environment of the Matlab® software, considering all driving resistances. The researchers also focused on the simulation of heat conduction during braking for some considered driving modes with braking on a level and with a 20% slope roadway. The simulation of heat flow was carried out in the Matlab® programming environment using the Fourier partial differential equation for non-stationary heat conduction.

8

Examination of the Force Parameters in Drawing Process of CuZn39Pb3 Cast Rod using Selected Lubricants

Jabłoński Michał

Archives of Foundry Engineering

|

2023

|

Vol. 23, iss. 4

99--104

EN

The paper presents the results of research on the wire drawing process of wire brass using different deformation degree and using selected lubricants of different viscosity. The material used for the study was CuZn39Pb3 wire, which was obtained under laboratory horizontal continuous casting process using graphite crystallizer. A cast brass rod with a diameter of 9.4 mm was drawn in laboratory conditions to a diameter of 3 mm and then drawn in one operation to a diameter of 2.9 mm, 2.65 mm or 2.4 mm. Before the final deformation process, the wire surfaces were properly prepared. Based on the results obtained, the drawing tension was used to draw conclusions. The oxide surface has been shown to increase drawing tension and decrease quality of wires, while the surface that has been etched prior to deformation has a beneficial effect both on the reduction of the strength parameters of the drawing process as well as on the improvement of its quality. In addition, it has been shown that despite the emulsion has lowest dynamic viscosity that’s protect wire surface well, decrease the drawing force at high unit loads.

9

Wear performance of Ti-6Al-4 V titanium alloy through nano-doped lubricants

Etri Hamza E. L., Singla Anil Kumar, Özdemir Mehmet Tayyip, Korkmaz Mehmet Erdi, Demirsöz Recep, Gupta Munish Kumar, Krolczyk J. B., Ross Nimel Sworna

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2023

|

Vol. 23, no. 3

art. no. e147, 2023

EN

Titanium and its alloys are widely utilized in the biomedical sector, they still exhibit poor tribological properties and low wear resistance when employed against even weaker substances. The poor hardness, instability, high coefficient of friction, low load-carrying capacity, and insufficient resistance to not only abrasive but also adhesive wear are further disadvantages of titanium alloys. The focus of this investigation is on the tribological performance of Ti-6Al-4 V alloy in contact with WC carbide abrasive balls when subjected to nanodoped cooling and lubrication conditions. Tribological experiments were executed on Ti-6Al-4 V flat samples using a ball-on-flat tribometer in dry hybrid graphene/boron nitride combination nanoparticles (MQL, nano-3), nanographene with MQL (nano-1), and boron nitride with MQL (nano-2) conditions. After that, the most significant tribological characteristics were investigated, including volume loss, friction coefficient, wear rate, and micrographic structures. The outcomes also demonstrated that the hybrid nanoparticle situation experienced the least amount of volume loss.

10

Influence of input parameters on the coefficient of friction during incremental sheet forming of grade 5 titanium alloy

Szpunar Marcin, Szawara Paulina, Myśliwiec Piotr, Ostrowski Robert

Advances in Mechanical and Materials Engineering

|

2023

|

Vol. 40, nr 1

113-123

EN

This research paper focuses on investigating the influence of input parameters on the coefficient of friction (COF) during incremental sheet forming (ISF) of grade 5 titanium sheets. Titanium alloys are widely used in various industries due to their corrosion resistance and strength to weight ratio. ISF is a flexible and cost effective process for producing complex shapes. The aim of this study was to gain insight into the frictional conditions during ISF that affect formability, surface quality, and overall process performance. The experiments were carried out using a combination of MoS2 lubrication and friction stir rotation-assisted heating. COF was measured using a high precision piezoelectric dynamometer, taking into account axial and horizontal forces. A split-plot design was used and 25 runs were performed to obtain the COF for each run. The results of the study provide valuable information on the relationship between input parameters and COF, contributing to the understanding of the frictional conditions in the ISF.

PL

Niniejszy artykuł badawczy koncentruje się na badaniu wpływu parametrów wejściowych na współczynnik tarcia podczas przyrostowego formowania blach tytanowych grade 5. Stopy tytanu są szeroko stosowane w różnych gałęziach przemysłu ze względu na ich odporność na korozję i korzystny stosunek wytrzymałości do masy. Kształtowanie przyrostowe to elastyczny i opłacalny proces produkcji elementów o złożonych kształtach. Celem tego badania była analiza warunków tarcia podczas kształtowania przyrostowego, które wpływają na formowalność blachy, jakość powierzchni i ogólną wydajność procesu. Eksperymenty przeprowadzono przy użyciu kombinacji smarowania MoS2 i ogrzewania materiału blachy wspomaganego obrotami narzędzia. Wartość współczynnika tarcia wyznaczono na podstawie składowych siły kształtowania (siły osiowej i sił poziomych), które mierzono za pomocą precyzyjnego dynamometru piezoelektrycznego. Zastosowano plan split-plot i wykonano 25 prób w celu uzyskania wartości współczynnika dla każdej z nich. Wyniki badania dostarczają cennych informacji na temat związku między parametrami wejściowymi a współczynnikiem tarcia, przyczyniając się do zrozumienia warunków tarcia występujących podczas kształtowania przyrostowego.

11

Application of the finite element method to simulate the friction phenomenon in a strip drawing test

Fejkiel Romuald, Goleń Patryk

Advances in Mechanical and Materials Engineering

|

2023

|

Vol. 40, nr 1

39--46

EN

Friction is an undesirable phenomenon in the flange area of the drawpiece in sheet metal forming processes, causing a deterioration in surface finish and a decrease in the formability limits of the sheet metal. The aim of this work is numerical analysis using the finite element method of the strip drawing test with two rounded countersamples. This test simulates friction conditions in the flange area of the drawpiece. The results of the experimental research on the influence of surface roughness on the value of the friction coefficient of S235 steel samples were used to verify the numerical results. The relation between the real contact area and the mean roughness Ra of the countersamples was determined. The real contact area increases with the increase of the mean roughness Ra. In sheet metal forming processes, the coefficient of friction depends on the real contact area, and its value increases with the increase of the real contact area.

PL

Tarcie jest zjawiskiem niepożądanym w strefie kołnierzowej wytłoczki w procesach kształtowania blach powodującym obniżenie jakości powierzchni wyrobu i zmniejszenie odkształceń granicznych blachy. Celem pracy jest analiza numeryczna metodą elementów skończonych testu przeciągania pasa blachy pomiędzy dwoma zaokrąglonymi przeciwpróbkami. Test ten symuluje warunki tarcia w strefie kołnierza wytłoczki. Do weryfikacji wyników numerycznych wykorzystano wyniki badań eksperymentalnych wpływu chropowatości powierzchni na wartość współczynnika tarcia próbek ze stali S235. Wyznaczono zależności pola rzeczywistej powierzchni kontaktu od parametru chropowatości przeciwpróbek Ra. Rozmiar rzeczywistej powierzchni kontaktu zwiększa się wraz ze zwiększeniem wartości parametru Ra. W procesach kształtowania blach współczynnik tarcia zależy od pola rzeczywistej powierzchni kontaktu, wraz ze wzrostem pola powierzchni styku rośnie jego wartość.

12

Analysis of tribological performance of new stamping die composite inserts using strip drawing test

Żaba Krzysztof, Kuczek Łukasz, Puchlerska Sandra, Wiewióra Marcel, Góral Marek, Trzepieciński Tomasz

Advances in Mechanical and Materials Engineering

|

2023

|

Vol. 40, nr 1

55--62

EN

This article assesses the tribological performance of new composite tool sets for stamping dies. Four sets of composite countersamples were tested. These consisted of polyurethane resin with mineral filler (base variant) and modified with aluminium powder (10wt%) and roving fabric (5wt%). Strip samples for the strip drawing tests were cut from AMS5599 (Inconel 625) corrosion-resistant nickel alloy, AMS5510 (321) corrosion and heat-resistant steel and AMS6061-T4 heat treatable aluminium alloy sheet metals. The influence of the type of sample material on the coefficient of friction (COF) was observed. The smallest values of the COF over the entire range of clamping force values used on AMS5599 and AMS5510 sheets were observed during tests with countersamples made of the base variant of composite. When testing the AMS6061-T4 aluminium alloy sheet, the countersamples modified with roving fabric provided the lowest value of COF, which stabilised at a value of about 0.197 as pressure was increased.

PL

Celem artykułu jest ocena właściwości tribologicznych nowych kompozytowych wkładek do tłoczników. Badaniom poddano cztery zestawy przeciwpróbek kompozytowych składających się z żywicy poliuretanowej z wypełniaczem mineralnym (wariant bazowy) oraz modyfikowanych proszkiem aluminiowym (10% mas.) i tkaniną rowingową (5% mas.). Próbki do testu przeciągania pasa blachy wycięto z blach AMS5599, AMS5510 i AMS6061-T4. Zaobserwowano wpływ rodzaju materiału przeciwpróbki na współczynnik tarcia. Najmniejsze wartości współczynnika tarcia w całym zakresie zmian siły docisku dla blach AMS5599 i AMS5510 zaobserwowano podczas badań z przeciwpróbkami wykonanymi z bazowego wariantu kompozytu. Podczas badania blachy ze stopu aluminium AMS6061-T4 przeciwpróbki modyfikowane tkaniną rowingową zapewniły najmniejszą wartość współczynnika tarcia, która w zakresie ustabilizowanym osiągnęła wartość około 0,197.

13

Analysis of the lubrication performance of low-carbon steel sheets in the presence of pressurised lubricant

Trzepieciński Tomasz, Luiz Valmir Dias, Szwajka Krzysztof, Szewczyk Marek, Szpunar Marcin

Advances in Materials Science

|

2023

|

Vol. 23, nr 2(76)

64--76

EN

In sheet metal forming processes, friction increases the force parameters of the forming process and produces a deterioration in the quality of the surface of the components. The basic way to reduce the unfavourable impact of friction is to lubricate the sheet metal surface with commercial oils. This article presents the results of experimental studies and analysis of variance (ANOVA) of the friction of DC01 low-carbon steel sheets using a strip drawing test. For these tests, a special device was built containing countersamples with a flat surface made of 145Cr6 steel covered with a protective AlTiN coating. Lubricants of different viscosities were fed into the contact zone under forced pressure. The effect of contact pressure on the value of the coefficient of friction was also determined. The predicted R² of 0.9227 was in reasonable agreement with the adjusted R² of 0.9411 confirming that the ANOVA model was reliable. It was found that increasing the lubricant pressure had a beneficial effect in reducing the value of the coefficient of friction. The higher the contact pressure, the more effectively the pressurised oil reduced the value of the coefficient of friction.

14

Effect of the lubrication on the friction characteristics of EN AW-2024-T3 aluminium alloy sheets

Krasowski Bogdan, Kubit Andrzej

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2022

|

z. 94

23--35

EN

The article presents the results of friction tests conducted on EN AW-2024 Alclad aluminium alloy sheets. The lubrication efficiency of oleic acid, mineral and vegetable oils with the addition of SiO2 and TiO2 nanoparticles was determined using the strip drawing test to assess the friction conditions in the flange area in the deep drawing process. The samples in the form of sheet metal strips were pulled between countersamples with a rounded surface at a speed of 2.5 mm/s. Gear oil and oleic acid demonstrated the lowest value of the coefficient of friction (COF) in the whole range of nominal pressures investigated. The lowest efficiency in reducing the COF was shown by hydraulic oil, olive oil and machine oil. A high content of TiO2 nanoparticles (0.5-0.9%wt%) is beneficial in the friction process involving oleic acid.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań tarcia blach ze stopu aluminium EN AW-2024-T3 Alclad. Efektywność smarowania za pomocą kwasu oleinowego, olejów mineralnych oraz roślinnych z dodatkami nanocząstek SiO2 oraz TiO2 została określona za pomocą testu przeciągania blachy używanego do oceny warunków tarcia panujących w kołnierzowej części wytłoczki w procesie głębokiego wytłaczania. Próbki w postaci pasów blachy przeciągano pomiędzy przeciwpróbkami o zaokrąglonej powierzchni (R = 200 mm) z prędkością 2,5 mm/s. Olej przekładniowy oraz kwas oleinowy zapewniły najmniejszą wartość współczynnika tarcia w całym zakresie analizowanych nacisków nominalnych. Najmniejszą efektywność zmniejszania współczynnika tarcia wykazały olej hydrauliczny, oliwa z oliwek oraz olej maszynowy. Najkorzystniejszy efekt zmniejszenia wartości współczynnika tarcia wynikający z dodatku nanocząstek SiO2 jest widoczny dla kwasu oleinowego przy zawartości nanocząstek 0,5% (wagowo). Wysoka zawartość nanocząstek TiO2 (0,5-0,9% wagowo) jest korzystna podczas procesu tarcia z udziałem kwasu oleinowego.

15

Analysis of the friction mechanisms of DC04 steel sheets in the flat strip drawing test

Szewczyk Marek, Szwajka Krzysztof

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2022

|

z. 94

51--61

EN

This article presents the use of a specially designed flat strip drawing tester in order to assess the change in surface topography of DC04 steel sheets. The flat strip drawing test simulates friction conditions in the sheet metal-blankholder interface during deep drawing processes. Experimental tests were carried out at various nominal pressures and in dry friction and lubricated conditions. Two widely available gear and engine oils were used in the study. It was found that, in the range of pressures investigated between 3 and 12 MPa, 80W-90 gear oil provided a greater reduction in the value of the coefficient of friction (COF) than 5W-30 engine oil. Gear oil reduced the COF by an average of about 13.4 [%]. The lubrication efficiency depends on the pressure values; the greater the pressure, the lower the lubrication efficiency. A lowering of the value of the main amplitude surface roughness parameters Sa and Sq was generally observed. SEM analysis showed that even under lubrication conditions there was intense flattening of the roughness asperities of the sheet metal.

PL

W artykule przedstawiono wyniki oceny zmian topografii powierzchni blach stalowych DC04 za pomocą specjalnie zaprojektowanego testera do realizacji testu przeciągania pasa blachy. Test ten symuluje warunki tarcia na styku blachy z dociskaczem w procesach głębokiego wytłaczania. Badania eksperymentalne przeprowadzono przy różnych naciskach nominalnych oraz w warunkach tarcia suchego i smarowania. Do badań wykorzystano dwa powszechnie dostępne oleje przekładniowe i silnikowe. W zakresie analizowanych nacisków 3-12 [MPa], olej przekładniowy SAE80W-90 zapewnił większe obniżenie wartości współczynnika tarcia w porównaniu do oleju silnikowego SAE5W-30. Olej przekładniowy zredukował wartość współczynnika tarcia średnio o około 13.4 [%]. Efektywność smarowania zależy od wartości nacisków. Im większy nacisk tym efektywność smarowania była mniejsza. Zauważono zmniejszenie wartości głównych parametrów amplitudowych chropowatości powierzchni Sa oraz Sq. Na podstawie mikrofotografii SEM zaobserwowano, że nawet w warunkach smarowania dochodziło do intensywnego wyrównywania wierzchołków nierówności blachy.

16

Zużywanie ścierne wybranych opon samochodowych w warunkach laboratoryjnych

Sadowski Piotr

Utrzymanie Ruchu

|

2022

|

Nr 2-3

53--55

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań tribologicznych wybranych opon samochodowych i podjęto próbę oszacowania wpływu kilku charakterystyk opon na tarcie i zużywanie.

17

Assessment of frictional performance of deep drawing quality steel sheets used in automotive industry

Trzepieciński Tomasz, Kascak Lubos

Technologia i Automatyzacja Montażu

|

2022

|

nr 1

37--44

EN

This article presents the results of tribological tests of three grades of deep-drawing quality steel sheets used in the automotive industry. The frictional properties of the sheets were anaysed using a strip drawing test. Friction tests were performed under dry friction and lubrication conditions using machine oil L-AN 46. Additionally, friction tests of pre-strained sheets were also carried out. Cylindrical countersamples with different surface roughness were used. Relationship between the surface roughness, pressure force, lubrication conditions and the value of the friction coefficient were evaluated. It was found that increasing the roughness of the countersamples increased the value of the friction coefficient in both friction conditions analysed. The greater the pressure force, the lower efficiency of lubrication. The effectiveness of reducing the value of the friction coefficient ranged from 20-30% and depended on the pressure force, roughness of the countersamples and the degree of specimen pre-straining.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań tribologicznych trzech gatunków blach stalowych głębokotłocznych stosowanych w przemyśle motoryzacyjnym. Do oceny właściwości tarciowych blach wykorzystano test przeciągania pasa blachy. Testy tarcia przeprowadzono w warunkach tarcia suchego i smarowania olejem maszynowym L-AN 46. Dodatkowo przeprowadzono badania tarcia blach poddanych odkształceniu wstępnemu. Zastosowano przeciwpróbki walcowe o różnej chropowatości powierzchni. Pozwoliło to na określenie relacji pomiędzy chropowatością powierzchni, wartością nacisku, warunkami smarowania oraz wartością współczynnika tarcia. Stwierdzono, że zwiększenie chropowatości przeciwpróbek powodowało zwiększenie wartości współczynnika tarcia w obydwu zastosowanych warunkach tarcia. Im większa siła docisku tym efektywność smarowania olejem maszynowym zmniejszała się. Efektywność zmniejszania wartości współczynnika tarcia wahała się w zakresie 20-30% i zależała od siły nacisku, chropowatości przeciwpróbek oraz stopnia wstępnego odkształcenia próbek.

18

Properties and characteristics of alkali treated Calotropis gigantea fiber-reinforced particle-filled epoxy composites

Jeyapragash R., Sathiyamurthy S., Srinivasan V., Prithivirajan R., Swaminathan G.

Composites Theory and Practice

|

2022

|

R. 22, nr 2

99--105

EN

The presence of particles and fibers as reinforcement in a polymer matrix greatly enhances the mechanical properties. Agricultural residues and natural fibers are commonly used nowadays due to the fact that they easily decompose even after a longer period and they are eco-friendly in nature. f Fiber that was extracted from stem of Calotropis gigantea was selected as reinforcement in the present investigation. Initially the fiber was treated with a sodium hydroxide solution and CG fiber-epoxy composites were prepared. The properties of alkaline treated CG fiber-reinforced epoxy composites were further improved by the addition of particles such as chitosan, red mud and rice husk. Properties such as the tensile strength, flexural strength, impact toughness, hardness, water absorption, thickness swelling behaviour, specific wear rate and coefficient of friction were evaluated and compared. The XRD pattern of the chemically treated CG fiber-reinforced parrticle-filled epoxy composites was presented in the present study.

19

Microstructure, mechanical performance and wear behavior of AZ91D-B4C-ZrO2 hybrid composites

Gali Singaiah, Prattipati Prasanna

Composites Theory and Practice

|

2022

|

R. 22, nr 4

219--224

EN

The stir casting process was used to produce AZ91D magnesium alloy hybrid composites reinforced with boron carbide (B4C) and zirconia (ZrO2). The microstructure of the composites revealed heterogeneity in the reinforcing phase distribution. A pin-on-disc test was conducted to investigate the tribological features of the fabricated composites such as the wear and coefficient of friction under dry sliding conditions. Increased hardness was observed for the composites due to the dispersion of the reinforcement. The composite with 2 wt.% ZrO2 + 3 wt.% B4C exhibited a higher yield strength and increased tensile strength compared with the other specimens. It was observed that the addition of B4C and ZrO2 improved the wear resistance of the AZ91D alloy as reflected by the lower wear rate. Among all the specimens, the composite reinforced with 2 wt.% ZrO2 + 3 wt.% B4C has the highest wear resistance. Hence, it can be concluded from the present work that incorporating B4C and ZrO2 is a promising way to achieve better mechanical properties and wear properties of AZ91 composites.

20

Tribological properties of hardened surfaces constituted by various methods of mechanical processing

Zawadzki Paweł, Wierzbicka Natalia, Talar Rafał, Burysz Łukasz

Tribologia

|

2021

|

nr 4

57--72

EN

The paper presents the results of experimental studies involving the determination of the coefficient of friction (COF) of surfaces constituted by selected machining methods. The tests were carried out on a Bruker UMT2 stand using a ball made of 100Cr6 steel with a hardness of 62 HRC and a disc made of X210CR12 (NC11LV) steel with a hardness of 62 ±0.4 HRC in dry conditions. During the research, wear products were not removed from the sliding path. The paper presents methods of producing samples and corresponding surface characteristics. Significant differences in topography characterised the surfaces obtained due to various machining. The COF values at the beginning of the study and the COF values occurring after a specific route in the reciprocating cycle reached similar values, despite the significant differences in the surface topography of the tested samples. Significant COF changes as a path function were observed for samples produced with different machining methods.

PL

Praca przedstawia wyniki badań doświadczalnych obejmujących wyznaczanie współczynnika tarcia (COF) powierzchni ukonstytuowanych wybranymi metodami obróbki mechanicznej. Badania przeprowadzono na stanowisku Bruker UMT2 bez stosowania medium smarującego w skojarzeniu kulki stalowej wykonanej ze stali 100Cr6 (ŁH15) o twardości 62 HRC i dysku stalowego wykonanego ze stali X210CR12 (NC11LV) o twardości 62 ±0.4 HRC. W trakcie prowadzenia badań produkty zużycia nie były usuwane ze strefy ruchu. W pracy przedstawiono sposoby wytworzenia próbek i odpowiednio charakterystyki powierzchni. Otrzymane w wyniku różnych sposobów obróbki powierzchnie charakteryzowały się dużymi różnicami ich topografii. Wartości COF występujące na początku badania i wartości COF występujące po przebyciu określonej drogi w cyklu posuwisto-zwrotnym osiągały zbliżone wartości pomimo znacznych odrębności topografii powierzchni badanych próbek. Zaobserwowano istotne różnice przebiegu zmian COF w funkcji drogi dla próbek wytworzonych odmiennymi metodami obróbki mechanicznej.